Сколько нулей в миллиарде, триллионе, биллионе?
Краткий список чисел и их количественное обозначение
И так далее, вплоть до 100 нулей.
Числа с очень большим количеством нулей
Из больших чисел наиболее популярными являются миллион и миллиард (1000000000). Как называется число, имеющее 100 нулей? Это цифра googol, называнная так еще Милтоном Сироттой. Это дико огромное количество. Считаете ли вы, что это число большое? Тогда как насчет googolplex, единицы, за которой следует googol нулей? Эта цифра настолько велика, что и смысл для нее придумать сложно. По сути, необходимости в таких гигантах нет, разве что подсчитывать число атомов в бесконечной Вселенной.
Видео
Знакомимся ближе с большими цифрами
Сложного, впрочем, ничего нет, главное – понять систему образования больших чисел и принцип наименования. Как уже говорилось, каждое следующее число превосходит предыдущее в тысячу раз. Это значит, что для того чтобы правильно написать следующее в порядке возрастания число, нужно к предыдущему приписать еще три нуля. То есть, у миллиона 6 нулей, у миллиарда их 9, у триллиона – 12, у квадрильона – 15, а у квинтиллиона – уже 18.
С названиями тоже можно разобраться, если есть желание. Слово «миллион» произошло от латинского «mille», которое означает «больше тысячи». Следующие числа были образованы путем приставления латинских слов «би» (два), «три» (три), «квадро» (четыре) и т.д.
Теперь попробуем представить себе эти цифры наглядно. Большинство довольно хорошо представляют себе разницу между тысячью и миллионом. Каждый понимает, что миллион рублей – это хорошо, но миллиард – больше. Гораздо больше. Также у всех есть представление о том, что триллион – это что-то абсолютно необъятное. Но насколько триллион больше миллиарда? Насколько он громаден?
Для многих дальше миллиарда начинается понятие «уму непостижимо». Действительно, миллиард километров или триллион – разница не очень большая в том смысле, что такое расстояние все равно не пройти за всю жизнь. Миллиард рублей или триллион тоже не особо отличается, потому что таких денег все равно не заработать за всю жизнь. Но давайте немного посчитаем, подключив фантазию.
Какая цифра самая большая?
В начале двадцатого столетия математик из США Каснер прогуливался, по парку с племянниками. Разговор зашел о больших цифрах. В процессе беседы возникла дискуссия он названии числа со ста нулями. Выяснилось, что на тот момент его не существовало. Один из мальчиков придумал свое обозначение для этой цифры — гугол.
Цифра не имеет серьезного практического значения, но прочно вошло в обиход. Гугол используют для демонстрации разницы между невероятно большим числом и понятием бесконечность во время обучения.
Вскоре тот же математик предложил имя для цифры с гуголом нулей. Термин получил название гуголплекс. Эта цифра значительно превышает количество элементарных частиц в космосе.
Посмотрите видео о самых больших цифрах:
Как представить себе миллион, миллион миллионов и даже бесконечность
Мы живем среди понятных нам вещей и явлений. Мы привыкли к измерениям разных величин: расстояний, скоростей, объемов и прочего. Интуитивно понимаем разницу, если нам говорят, что одно в миллион раз больше другого. Ну, в миллион раз, и что тут такого?
Рис. 1. Человек, увеличенный в миллион раз (на рисунке 1959 года).
Как выглядит «больше в четверть миллионов раз»
Слово «миллион» означает тысячу тысяч, поэтому в миллионе всего шесть нулей после единицы – 1 000 000.
Четверть миллиона — это 1 000 000 разделить на 4, получается 250 тысяч или 250 000.
Однако, миллион – это все-таки много. Много настолько, что даже разница в размерах в четверть миллиона (примерно в 250 тысяч раз) дает нам просто несопоставимые размеры.
Допустим, мы представляем себе размеры дома. Большого ли маленького – именно, дома. Размеры дома не столь важны. Важно то, что весь земной шар, оказывается, в четверть миллиона раз больше, чем один среднестатистический дом.
Примерно в четверть миллиона раз наша Земля меньше, чем вся Солнечная система! То есть, если дважды увеличить размеры нашего среднего по величине дома в четверть миллиона раз, мы получим наше Солнце вместе с планетами Солнечной системы по линейному размеру. Речь идет именно о линейном размере в одном направлении, о размере, который мы измеряем с помощью линейки.
Кубическая миля: сколько в нее может поместиться
Объемы дома мы не сравниваем с объемами Земли или Солнечной системы. Мы сравниваем только их линейные размеры. Дело в том, что если говорить об объемах, то сопоставление будет еще больше, не в пользу дома. Здесь совсем другие числа. Какие? Давайте посмотрим. В свое время ученые (возможно, английские!) подсчитали, что…
…Возьмем обычную географическую милю, равную по длине примерно 1855,4 метров – это протяженность одной минуты дуги вдоль экватора Земли. Мили до сих пор используют моряки, поскольку это очень удобно, если пользоваться картами Земли.
Предположим, что мы можем сделать куб со сторонами, равными одной географической миле. Это значит, что куб должен быть всего-то по 1855 метров в каждом из 3-х направлений (длина, ширина, высота). Представим, что сможем сделать такой куб. Как Вы думаете, что внутри него может поместиться?!
… В середине прошлого столетия (1950-ые годы) делали такой подсчет. Так вот, в такой куб поместились бы одновременно:
Кстати, из вещества всего нашего земного шара можно (теоретически, конечно) изготовить 600 миллионов подобных ящиков. Тогда как все, что природой и людьми создано, помещается всего лишь в один из таких кубов!
Рис. 2. Кубическая миля, как это может выглядеть.
Поэтому мы даже не говорим о сравнительных объемах вещей. Упоминаем только их линейные размеры.
Сравнение бесконечно больших и бесконечно малых величин
Попробуем в порядке возрастания расположить линейные размеры известных нам предметов (и не очень известных). При этом каждый последующий предмет должен быть в четверть миллиона раз больше (линейно, а не объемно!) предыдущего. Тогда можно составить следующий список:
Вот как получается, что если наш дом всего-то четырежды увеличить в четверть миллиона раз, то мы приблизимся к размеру всей нашей Галактики. А если дважды уменьшить в четверть миллиона раз, тогда дом превратится всего лишь в атом вещества!
Как еще можно представить себе миллион? Давайте попробуем:
Попробуем подсчитать количество страниц в книге, представленной на рисунке 3.
Получается, что книга на рисунке содержит примерно 10 000 листов, что дает толщину книги примерно 1 метр.
Как пишется 1 миллион и больше
В миллионе шесть нулей после единицы. Цифрами миллион можно записать так: 1 000 000 (единица и шесть нулей после единицы).
Миллион двести пишется цифрами следующим образом: 1 000 200. Здесь после единицы идут три нуля и число двести – всего после единицы должно быть шесть цифр.
Два миллиона цифрами – это 2 000 000 (цифра два и шесть нулей после двойки).
Три миллиона пишется так: 3 000 000 (цифра три и шесть нулей после тройки).
Как пишется тысяча миллионов? Это миллион (шесть нулей после единицы), который нужно умножить на тысячу (добавить еще три нуля справа). В сумме шесть и три нуля дают девять (6+3=9), получается миллиард – число с девятью нулями.
Тысяча миллионов – это миллиард, цифрами пишется так: 1 000 000 000 (после единицы девять нулей).
Числа гиганты и миллионы миллионов
Миллион – это очень много. А как быть с миллиардом, триллионом и другими числами гигантами? Это же еще больше!
В миллионе шесть нулей после единицы (1 000 000).
Дальше – больше: в миллиарде – девять нулей (1 000 000 000, тысяча миллионов).
В триллионе – 12 нулей (1 000 000 000 000, тысяча миллиардов или миллион миллионов).
Если, например, попытаться записать расстояние до самых отдаленных объектов нашей Вселенной, то мы получили бы число, примерно с 30-ю нулями (миллион триллион триллионов) – 6+12+12=30 нулей. А ведь такие большие расстояния измеряют не в метрах, а в световых годах, и это уже не более нескольких миллиардов.
Число молекул в одном кубическом метре газа – реально вычисленная величина – составляет не более чем число с 19-20-ю нулями (примерно сто миллиард миллиардов).
Ну, а если попытаться пересчитать все капли в океанах и морях Земли, то получится число с 27-28 нулями (около тысячи триллион триллионов). В общем, и не придумать ничего такого, что можно было бы посчитать с помощью огромных чисел с числом нулей, больше 30-и. А это где-то миллион триллион триллионов, но, может чуть больше!
Тем не менее, большие числа очень волнуют человечество. Даже понятие такое недавно появилось: big data – большие числа. Оно означает возможности обработки огромных массивов данных с помощью компьютеров.
Задачи big data состоит не в пересчете огромного количества чисел, а в обработке большого числа данных с тем, чтобы найти в них закономерности и затем использовать практически. Например, для выяснения предпочтений людей при выборе товаров и услуг, при поиске информации, при пользовании теми или иными сервисами. Но это, что называется, совсем другая история, с практическим финалом.
Самое большое число, записанное тремя цифрами
Вернемся просто к числам, без особой практической пользы, то есть, к абстрактным величинам. Как Вы думаете, какое самое большое число можно вот так запросто взять и записать, используя для этого всего 3 цифры? Оказывается, такое число записывается как девять в степени девять в степени девять:
Рис. 4. Самое большое число, которое можно записать с помощью всего трех цифр.
Всего три девятки, а число получается фантастическое по своей величине! Начинается оно с цифр
428 124 773 175 747 048 036 987 118,
а заканчивается на 89. Что в середине этого числа, не знает никто! Потому что в этом числе 369 693 061 цифра! Более 369 миллионов цифр!
Древний Архимед известен много чем, и еще законом Архимеда. Когда-то он посчитал, что если весь мир (известный тогда) вплоть до неподвижных звезд (как тогда считалось) наполнить тончайшим песком, то получится количество песчинок в виде числа с 63-я цифрами. А здесь не 63 цифры, а почти 370 миллионов цифр!
Даже если пересчитать все электроны, что имеются в нашей Вселенной, мы не получим столь огромной величины. Вот так всего-то три цифры позволяют нам показать несоразмерной величины числа. И даже позволяют нам потом с этими числами оперировать.
Уравнение икс в степени икс
Рассмотрим, как люди легко оперируют с бесконечными числами. Когда-то в чести были не только цифровые компьютерные методы, но и аналитические, с помощью формул. Тогда существовали задачки, использующие бесконечно большие величины.
Например, предлагалось определить значение x (старое забытое школьное «икс»!) в выражении с бесконечным числом этих самых «иксов»:
Рис. 5. Пример уравнения с бесконечным числом элементов. «Икс» возводим в степень «икс» бесконечное число раз, а в итоге получаем лишь «двоечку».
Как это ни странно, решается такое уравнение очень просто. Рассуждения следующие. Если число «иксов» бесконечно, то ничто не мешает нам приписать к этому бесконечному множеству «иксов» еще один «икс» – слева внизу от всей «плеяды иксов». Ведь от этого ничего не изменится, не правда ли? Бесконечное число «иксов» плюс еще один «икс» – все равно останется бесконечное число.
Ну, приписали, и что? Вспомним, что ранее записанная цепочка из бесконечного множества «иксов» равнялась 2, по условию задачи. И новая цепочка с дополнительным «иксом» слева тоже равна 2, поскольку новый «икс» ничего не поменял в бесконечности. А раз так, тогда можно запросто заменить всю старую цепочку из бесконечных «иксов» на одну единственную «двойку», ведь старая цепочка была равна 2!
В итоге получается на удивление просто: новый дополнительный «икс» станет у нас во второй степени. А результат будет равен двойке, как и раньше:
Рис. 6. Простейшее уравнение, которое получается в итоге, если правильно обработать цепочку из бесконечного числа «иксов».
Еще раз пройдемся по логике: «двоечка» над «иксом» – это та самая бесконечная плеяда «иксов», которая ранее была у нас равна двойке. Сам «икс» – это еще один приписанный нами «икс» к бесконечной цепочке «иксов», ведь от такой приписки ничего не меняется. А раз ничего не меняется, то полученный результат тоже не меняется, и он равен «двойке».
Получаем решение уравнения с бесконечным числом «иксов»:
Рис. 7. Решение простейшего уравнения (рис. 6), которое получилось в результате замены бесконечной цепочки «иксов» (рис. 5) на одну единственную «двойку».
Проверяем полученный ответ:
Рис. 8. Проверка решения простейшего уравнения (рис. 6), полученного в результате обработки уравнения с бесконечным числом «иксов» (рис. 5).
О расчете электрических цепей
Вы спросите, зачем нужны задачки с бесконечными величинами, если в реальной жизни такого не бывает? Ошибаетесь, очень даже бывает. Поговорим немного о практической пользе операций с бесконечными числами. Например, энергетики легко оперируют с такими понятиями, как бесконечные электрические цепи (рис. 9).
Рис. 9. Вот так может выглядеть «бесконечная» электрическая цепь с точки зрения энергетиков.
Проложена, скажем, линия уличного освещения. Сколько ламп висит на различных столбах и иных подвесах? Очень много, особенно в больших городах. А как рассчитать такие электрические цепи? Вот именно – с помощью подобных только что продемонстрированных формул и с помощью подобных рассуждений!
Ход рассуждений – это когда к бесконечному числу электрических элементов легко приписывают дополнительные такие же элементы, а всю оставшуюся бесконечную цепь меняют на один единственный элемент. И далее без труда делают расчет значительно упростившейся электрической схемы.
В общем, как было показано, человечество давно перешагнуло за миллион, миллиард и триллион. И даже за пределы чисел с огромным количеством цифр, с сотнями миллионов. И спокойно себе работает, не то что работает, но и делает вполне реальные вещи там, где счет идет на бесконечные множества.
Но все-таки миллион – это так много! Зачем же тогда нужно все время больше и больше? Не правда ли?!
В повседневной жизни большинство людей оперируют достаточно небольшими числами. Десятки, сотни, тысячи, очень редко – миллионы, почти никогда – миллиарды. Примерно такими числами ограничено обычное представление человека о количестве или величине. Про триллионы приходилось слышать почти всем, но употреблять их, в каких-либо подсчетах, мало кому доводилось.
Какие они, числа-гиганты?
Между тем, числа обозначающие степени тысячи известны людям давно. В России и многих других странах используется простая и логичная система обозначений:
• Тысяча;
• Миллион;
• Биллион;
• Триллион;
• Квадриллион;
• Квинтиллион;
• Секстиллион;
• Септиллион;
• Октиллион;
• Нониллион;
• Дециллион.
В этой системе каждое следующее число получается умножением предыдущего на тысячу. Биллион обычно называют миллиардом.
Многие взрослые могут безошибочно написать такие числа как миллион – 1 000 000 и миллиард – 1 000 000 000. С триллионом уже сложнее, но почти все справятся – 1 000 000 000 000. А дальше начинается неведомая многим территория.
Знакомимся ближе с большими цифрами
Сложного, впрочем, ничего нет, главное – понять систему образования больших чисел и принцип наименования. Как уже говорилось, каждое следующее число превосходит предыдущее в тысячу раз. Это значит, что для того чтобы правильно написать следующее в порядке возрастания число, нужно к предыдущему приписать еще три нуля. То есть, у миллиона 6 нулей, у миллиарда их 9, у триллиона – 12, у квадрильона – 15, а у квинтиллиона – уже 18.
С названиями тоже можно разобраться, если есть желание. Слово «миллион» произошло от латинского «mille», которое означает «больше тысячи». Следующие числа были образованы путем приставления латинских слов «би» (два), «три» (три), «квадро» (четыре) и т.д.
Теперь попробуем представить себе эти цифры наглядно. Большинство довольно хорошо представляют себе разницу между тысячью и миллионом. Каждый понимает, что миллион рублей – это хорошо, но миллиард – больше. Гораздо больше. Также у всех есть представление о том, что триллион – это что-то абсолютно необъятное. Но насколько триллион больше миллиарда? Насколько он громаден?
Для многих дальше миллиарда начинается понятие «уму непостижимо». Действительно, миллиард километров или триллион – разница не очень большая в том смысле, что такое расстояние все равно не пройти за всю жизнь. Миллиард рублей или триллион тоже не особо отличается, потому что таких денег все равно не заработать за всю жизнь. Но давайте немного посчитаем, подключив фантазию.
Жилой фонд России и четыре футбольных поля как примеры
На каждого человека на земле приходится площадь суши размером 100х200 метров. Это примерно четыре футбольных поля. Но если людей будет не 7 миллиардов, а семь триллионов, то каждому достанется только кусочек суши 4х5 метров. Четыре футбольных поля против площади палисадника перед подъездом – таково соотношение миллиарда к триллиону.
В абсолютных значениях картина также впечатляет.
Если взять триллион кирпичей, то можно построить более 30 миллионов одноэтажных домов площадью по 100 квадратных метров. То есть около 3 миллиардов квадратных метров частной застройки. Это сопоставимо с общим жилым фондом РФ.
Если строить десятиэтажные дома, то получится примерно 2,5 миллиона домов, то есть 100 миллионов двух- трехкомнатных квартир, около 7 миллиардов квадратных метров жилья. Это в 2,5 раза больше всего жилого фонда России.
Одним словом, во всей России не наберется триллион кирпичей.
Один квадриллион ученических тетрадей покроет всю территорию России двойным слоем. А один квинтиллион тех же тетрадей накроет всю сушу слоем толщиной в 40 сантиметров. Если же удастся раздобыть секстиллион тетрадей, то вся планета, включая океаны, окажется под слоем толщиной в 100 метров.
Досчитаем до дециллиона
Давайте посчитаем еще. Например, спичечный коробок, увеличенный в тысячу раз, будет размером с шестнадцатиэтажный дом. Увеличение в миллион раз даст «коробок», который по площади больше Санкт-Петербурга. Увеличенный в миллиард раз, коробок не поместится на нашей планете. Наоборот, Земля поместится в такой «коробок» 25 раз!
Если считать дальше, то масштабы Земли окажутся уже недостаточными. Увеличенный в триллион раз коробок мог бы вместить в себя все планеты Солнечной системы вместе с их спутниками, а также астероиды и кометы. В коробке, который увеличен в квадриллион раз, Солнечная система могла бы поместиться полностью.
Увеличение коробка дает увеличение его объема. Вообразить себе такие объемы при дальнейшем увеличении будет уже почти невозможно. Для простоты восприятия попробуем увеличивать не сам предмет, а его количество, и расположим спичечные коробки в пространстве. Так будет легче ориентироваться. Квинтиллион коробков выложенных в один ряд, протянулись бы дальше звезды α Центавра на 9 триллионов километров.
Еще одно тысячекратное увеличение (секстиллион) позволит спичечным коробкам, выстроенным в линию, перегородить всю нашу галактику Млечный путь в поперечном направлении. Септиллион спичечных коробков растянулись бы на 50 квинтиллионов километров. Такое расстояние свет сможет пролететь за 5 миллионов 260 тысяч лет. А выложенные в два ряда коробки протянулись бы до галактики Андромеды.
Осталось только три числа: октиллион, нониллион и дециллион. Придется напрячь воображение. Октиллион коробков образует непрерывную линию в 50 секстиллионов километров. Это боле пяти миллиардов световых лет. Не каждый телескоп, установленный на одном краю такого объекта, мог бы разглядеть его противоположный край.
Считаем дальше? Нониллион спичечных коробков заполнил бы собой все пространство известной человечеству части Вселенной со средней плотностью 6 штук на кубический метр. По земным меркам вроде бы не очень-то и много – 36 спичечных коробков в кузове стандартной «Газели». Но нониллион спичечных коробков будет иметь массу в миллиарды раз больше чем масса всех материальных объектов известной Вселенной вместе взятых.
Дециллион. Величину, а скорее даже величественность этого исполина из мира чисел трудно себе вообразить. Только один пример – шесть дециллионов коробков уже не поместились бы во всей доступной человечеству для наблюдения части Вселенной.
Еще более поразительно величественность этого числа видна, если не умножать количество коробков, а увеличить сам предмет. Спичечный коробок, увеличенный в дециллион раз, вместил бы в себя всю известную человечеству часть Вселенной 20 триллионов раз. Невозможно такое себе даже просто представить.
Небольшие подсчеты показали, насколько огромны числа, известные человечеству уже несколько веков. В современной математике известны числа во много раз превосходящие дециллион, но применяются они только в сложных математических вычислениях. Сталкиваться с подобными числами приходится только профессиональным математикам.
Самым известным (и самым маленьким) из таких чисел является гугол, обозначаемый единицей со ста нулями. Гугол больше чем общее число элементарных частиц в видимой нам части Вселенной. Это делает гугол абстрактным числом, которое не имеет большого практического применения.
Числа великаны
Один из первых, кто научился называть большие числа, был древнегреческий математик Архимед. Названия были, но обозначать он их не мог. Архимед один из гениальнейших математиков не додумался до нуля. Впервые нуль был придуман вавилонянами примерно 2 тысячи лет назад. Однако, открытие писать нули в конце числа, было сделано в Индии полторы тысячи лет назад. Нуль был присоединен к девяти цифрам, и появилась возможность обозначать этими десятью цифрами любое число, как бы велико оно ни было.
В истории математики сложилось так, что числа-великаны имеют свои названия и записи в двух вариантах. Их называют «длинная шкала» и «короткая шкала».
Количество нулей в числе, записанном по этой системе, определяется по формуле3·x+3 (где x — латинское числительное).
Система названий чисел-великанов по короткой шкале используется всего лишь в нескольких странах: США, Великобритании, Канаде, России, Украине, Турции и Греции. В некоторых странах вместо слова «биллион» используется слово «миллиард»
Построение ряда чисел-великанов
1000 единиц – просто тысяча
1000 тысяч – 1 миллион
1000 миллионов – 1 биллион (или миллиард)
1000 биллионов – 1 триллион
1000 триллионов – 1 квадриллион
1000 квинтиллионов – 1секстиллион
1000 секстиллионов – 1 септиллион
1000 септиллионов – 1октиллион
1000 октиллионов – 1 нониллион
Гугол число содержащее единицу и сто нулей.
Гуголплекс — число, изображаемое единицей с гуголом нулей.
Числа гугол, гуголплекс были придуманы американским математиком Эдвардом Каснером (Edward Kasner) и его племянником Милтоном Сиротта (Milton Sirotta).
В 1938 году американский математик Эдвард Каснер (Edward Kasner, 1878—1955) гулял по парку с двумя своими племянниками и обсуждал с ними большие числа. В ходе разговора зашла речь о числе со ста нулями, у которого не было собственного названия. Один из племянников, девятилетний Милтон Сиротта (Milton Sirotta), предложил назвать это число «гуголом» (googol). В 1940 году Эдвард Кэснер совместно с Джеймсом Ньюманом написал научно-популярную книгу «Математика и воображение» («New Names in Mathematics»), где и рассказал любителям математики о числе гугол.
Термин «гугол» не имеет серьёзного теоретического и практического значения. Каснер предложил его для того, чтобы проиллюстрировать разницу между невообразимо большим числом и бесконечностью, и с этой целью термин иногда используется при обучении математике.
Число гугол больше числа всех частиц в известной нам части вселенной. Таким образом, число гуголплекс в классическом десятичном виде записать невозможно, даже если всю материю в известной части вселенной превратить в бумагу и чернила или в компьютерное дисковое пространство.
Но эти названия почти не используются. Астрономы и физики, имеющие дело с большими числами, предпочитают записывать числа с помощью степени числа десять.
В заключение приведу таблицу существующих чисел-великанов для нашей шкалы:
